基于虚拟现实技术的沉浸式教育装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113487917A(43)申请公布日2021.10.08(21)申请号202110762738.1(22)申请日2021.07.05(71)申请人郑州升达经贸管理学院地址451100河南省郑州市新郑市龙湖镇文昌路1号郑州升达经贸管理学院(72)发明人贠雯张硕徐珩(74)专利代理机构深圳贝谷知识产权代理事务所(普通合伙)44635代理人韦乃荣(51)Int.Cl.G09B5/02(2006.01)G09B19/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图7页(54)发明名称基于虚拟现实技术的沉浸式教育装置(57)摘要本发明公开了基于虚拟现实技术的沉浸式教育装置，包括：移动交互机构、圆周支杆组件、转向交互机构和VR眼镜，移动交互机构包括设备座和轨迹球，设备座的内部开设有与轨迹球相适配的运动球舱；转向交互机构包括定环套以及转动安装于定环套内部的转向环套，运动监测组件包括监测端盒、PCB板、抵接轮和光电传感器，抵接轮转动安装于监测端盒的内部。本发明中，通过设置移动交互机构和转向交互机构结构，在使用过程中使用者可在虚拟现实环境中进行全向步行实现全新的思政教育交互方式，将轨迹球的运动信息映射为对VR应用程序操作指令，并控制应用程序执行特定切换场景指令，提高沉浸体验从而优化思政教育效果。CN113487917ACN113487917A权利要求书1/2页1.基于虚拟现实技术的沉浸式教育装置，其特征在于，包括移动交互机构(100)、圆周支杆组件(200)、转向交互机构(300)和VR眼镜(400)，所述圆周支杆组件(200)固定安装于移动交互机构(100)的顶面，所述移动交互机构(100)的周侧设有若干支撑脚且呈圆周方向均匀分布；所述移动交互机构(100)包括设备座(110)和轨迹球(130)，所述设备座(110)的内部开设有与轨迹球(130)相适配的运动球舱(120)，所述运动球舱(120)的内壁嵌入安装有运动监测组件(500)，所述运动球舱(120)的内部固定安装有支撑轮(150)以及位底部的运动支撑机构(140)，所述支撑轮(150)和运动支撑机构(140)的表面与轨迹球(130)的表面相抵接；所述转向交互机构(300)包括定环套(310)以及转动安装于定环套(310)内部的转向环套(320)，所述转向环套(320)的外侧固定安装有若干磁性齿片(321)并呈圆周方向均匀分布于转向环套(320)的外周，所述定环套(310)的内壁固定安装有霍尔传感组件(330)；所述圆周支杆组件(200)包括环形限位板(210)、立柱(220)以及弹性绑带(230)，该限位板板体顶部设置有一环形滑轨，还包括滑动安装于限位板(210)顶面的多个立柱(220)，每个立柱(220)为可伸缩设计，立柱(220)由内固定筒和滑动套接在该内固定筒外的外活动套筒组成，所述内固定筒和外活动套筒之间设置有复位弹簧，每个立柱(220)上的内固定筒和外活动套筒之间的错位滑动行程可独立锁定，在立柱(220)的顶端铰接设置有辅助握持组件，在立柱(220)上的位于弹性绑带(230)下方处套接有一弹性辅助跨伸组件，该辅助跨伸组件通过一滑环在立柱(220)上可上下滑动；所述辅助握持组件为通过球铰铰接在立柱(220)顶端的竖直杆，在球铰铰接部位的底部设置有转动角度传感器，其中球铰铰接部位嵌设在立柱(220)的顶端，在球铰铰接部位下设置有压力传感器，所述弹性辅助跨伸组件包括一滑环和一弹性带，在滑环内设置有角度编码器，在立柱(220)内设置有检测立柱(220)的外活动套筒相对于内固定筒的竖直方向的位移量的红外感测器；所述限位板(210)的底面与设备座(110)的顶面固定连接，且轨迹球(130)的顶面突出于限位板(210)的表面，所述立柱(220)的表面设有与转向交互机构(300)外周相连接的弹性绑带(230)，所述弹性绑带(230)为弹性尼龙带结构；所述运动监测组件(500)包括监测端盒(510)、PCB板(520)、抵接轮(530)和光电传感器(540)，所述抵接轮(530)转动安装于监测端盒(510)的内部，所述光电传感器(540)固定安装于监测端盒(510)的内壁并对向抵接轮(530)的表面，所述光电传感器(540)的输出端与PCB板(520)的输入端电性连接，所述运动监测组件(500)的数量为两组，且两组运动监测组件(500)呈垂直方向布置于运动球舱(120)的内壁，所述支撑轮(150)的数量为两组且分别与两组运动监测组件(500)呈对称分布并与轨迹球(130)的外侧相抵接；所述轨迹球(130)的外侧固定套接有摩擦套壳(131)，所述摩擦套壳(131)为橡胶材质构件且外表面设有若干密集分布的凸点，所述抵